液压执行元件
液压执行元件各有什么用途
液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件，主要用于将液压能转化为机械能，实现各种工程机械的运动。
常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。
它们各有不同的用途，具体如下：1. 液压缸：液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件，主要用于产生线性运动。
它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。
液压缸可用于各种工程机械，如挖掘机、铲车和推土机等，实现各种行程和推力的精确控制。
2. 液压马达：液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。
它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。
液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械，如起重机、钻机和混凝土泵等。
3. 液压伺服阀：液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。
通过调节阀芯的位置和开口大小，实现对液压能的精确控制。
液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。
4. 液压驻车制动器：液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。
它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合，从而实现对车辆的牵制和停止。
5. 液力变矩器：液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。
它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成，可以实现变矩器的连续变比。
液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。
6. 液压传动件：液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。
常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。
液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用，实现液压能的传递和分配。
总结来说，液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。
它们能够将液压能有效地转化为机械能，实现各种运动和动力传递。
液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度，还增加了操作的便利性和安全性。
4《液压传动》执行元件
的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
20
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
21
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
28
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
29
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动
液压执行元件
第三章液压执行元件液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置，它包括液压缸和液压马达。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。
第一节液压马达一、液压马达的特点及分类从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。
首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r／min的属于高速液压马达，额定转速低于500r／min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N·m到几百N·m)所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式，低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N·m到几万N·m)，所以又称为低速大转矩液压马达。
液压元件介绍
液压元件介绍
液压元件是指组成液压系统的各类部件，通常可以分为四大类：
1. 动力元件：如液压泵，其作用是将原动机（通常是电动机或内燃机）提供的机械能转换为流体的液压能。
液压泵是液压系统中的动力源，负责提供压力和流量以驱动整个系统。
2. 执行元件：包括油缸和液压马达，它们是将液压能转换回机械能的元件，实现直线运动或旋转运动，完成各种动作和工作循环。
3. 控制元件：主要是各种阀门，如溢流阀、方向控制阀、速度控制阀等，用于调节和控制液压系统中的压力、流量和流向，从而实现对执行元件运动的精确控制。
4. 辅助元件：如油箱、过滤器、管路和接头等，这些元件虽然不直接参与能量转换，但在整个系统中起到连接、保护和支撑的作用，保证液压系统稳定可靠地运行。
此外，还有工作介质，通常是液压油，它作为传递能量的介质，在液压系统中流动，承受压力并传递动力。
综上所述，液压系统通过这些元件的协同工作，实现了能量的转换和控制，广泛应用于工业机械、工程机械等领域。
根据不同的应用需求，液压元件的种类和设计也会有所不同，以满足特定的功能和性能要求。
第三章液压执行元件
p1
p2 )D2
p2d 2 ]
v1
q A1
4q
D 2
b）从有杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ2和速度ｖ2
F2
A2 p1
A1 p2
4 [( p1
p2 )D2
p1d 2 ]
q
4q
v2 A2 (D 2 d 2 )
C）速度比
v
v2 v1
1 1 (d / D)2
3.差动液压缸——单杆活塞缸的左右两腔同 时通压力油，称为差动液压缸。
(二)液压缸的组成 液压缸的结构基本上可以分为缸筒和
缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装 置和排气装置五个部分。
1、缸筒与缸盖
2、活塞和活塞杆
3、密封装置 用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄 并要求内泄漏尽可能小)。
4．缓冲装置 目的：使活塞接近终端时，增达回油阻力， 减缓运动件的运动速度，避免冲击。
3．液压马达的转速和低速稳定性
1）转速
n
q V
v
2）爬行现象——当液压马达工作转速过低 时，往往保持不了均匀的速度，进入时动 时停的不稳定状态，这就是所谓爬行现象
• 和其低速摩擦阻力特性有关。
• 另外，液压马达排量本身及泄漏量也在 随转子转动的相位角变化作周期性波动， 这也会造成马达转速的波动
4．调速范围 液压马达的调速范围以允许的最大转速和 最低稳定转速之比表示，即
当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲 腔液体所吸收，由上两式得
pc
E2 Ac l c
节流口可调式则最大的缓冲压力即冲击压
力为
pc max
pc
mv02 2 Aclc
5．液压缸稳定性校核 当 l/d ≤15时 一般不用校核 当 l/d ≥15时 必须进行校核，即F<Fk F为活塞杆承受的负载力，Fk为保持工作稳 定的临界负载力
液压-第04章液压执行元件
由于柱塞的瞬时方位角呈周期性变化，液压马达总
的输出转矩也周期性变化，所以液压马达输出的转矩是 脉动的，通常只计算马达的平均转矩。
Ft Ft Ft FN
Ft
F F
13
4.1.3 低速大扭矩液压马达
低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的，通常 这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是：最低转 速低，大约在5~10转/分；输出扭矩大，可达几万牛顿米； 径向尺寸大，转动惯量大。
动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不
大，最低稳定转速较高，只能满足高速小扭矩工况。
9
柱塞式马达的工作原理
当压力油输入液压马达时，处于压力腔的柱塞被顶 出，压在斜盘上，斜盘对柱塞产生反力，该力可分解为 轴向分力和垂直于轴向的分力。其中，垂直于轴向的分 力使缸体产生转矩。
Ft Ft Ft Ft FN
由上式可见，液压马达的总效率亦同于液压泵的总效 率，等于机械效率与容积效率的乘积。
8
4.1.2
高速液压马达
一般来说，额定转速高于 500r/min 的马达属于高 速马达，额定转速低于 500r/min 的马达属于低速马达。
高速液压马达基本型式：齿轮式、叶片式和轴向 柱塞式等。 它们的主要特点是转速高，转动惯量小，便于启
（2.32）
马达的实际输出转矩小于理论输出转矩： pV T m （2.33） 2 因马达实际存在机械摩擦，故实际输出转矩应考虑机 械效率。
7
• 功率和总效率 马达的输入功率为
N i pq
马达的输出功率为 N o 2nT 马达的总效率为
（2.34） （2.35） （2.36）
液压执行元件
第五专题液压执行元件第一讲定义与基本概念第一讲定义与基本概念一、液压执行元件的定义二、液压执行元件的图形符号三、液压缸的基本概念四、液压缸的分类一、液压执行元件的定义压力能机械能压力能机械能动力元件控制元件执行元件原动机辅助元件与工作介质液压执行元件是将液压泵提供的压力能转变为机械能的能量转换装置。
依据输出方式的不同可分为液压缸和液压马达两类。
液压缸是指输出直线运动（包括摆动）的液压执行元件；液压马达是指输出旋转运动的液压执行元件。
二、液压执行元件的图形符号液压泵液压马达液压缸缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点1】进出油口放置在靠近两端的侧面位置。
缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点2】无杆腔与有杆腔的截面面积是不同的。
无杆腔有杆腔缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点3】单杆和双杆的工作腔是不同的。
左腔右腔四、液压缸的分类（1）按结构形式分类活塞缸、柱塞缸、伸缩缸等活塞缸又分为单杆式和双杆式两种。
（2）按受液压力作用分类单作用缸、双作用缸第五专题液压执行元件第二讲单杆式双作用缸的工作原理第二讲单杆式双作用缸的工作原理一、单杆式双作用缸的工作原理二、单杆式双作用缸的固定方式三、单杆式双作用缸的运动范围一、单杆式双作用缸的工作原理1）通压力油的油口进油；未通压力油的油口出油。
2）活塞会受到与压力油相连工作腔的作用力，向未通压力油的工作腔方向移动。
二、单杆式双作用缸的固定方式1、缸筒固定2、活塞杆固定缸筒固定方式实现较为简单，是常用的固定方式。
因此，在未说明固定方式的情况下，都默认为缸筒固定方式。
活塞能够运动的最大长度称为该液压缸的活塞行程(L)。
活塞能够伸出的最大长度近似等于活塞行程。
为简化计算，一般也认为活塞伸出的最大长度也为L。
L L运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
已知活塞行程为L，在缸筒固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是2L。
L LL【思考】已知活塞行程为L，在活塞杆固定情况下，单杆式双作用缸的运动范围是多少呢？A.0B.LC.2LD.3LL运动范围：活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
液压系统执行元件资料
对要求较高的液压 缸，采用排气阀：
注意排气针的自位 性。
4．5 液压马达
一、液压马达特点： 1、液压马达的工作压力高，驱动负载大； 2、 液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱 动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下， 其重量、尺寸仅为直流电马达的5％～20％，相对质量 很轻，所以转动惯量小，启动、制动、反向运转快速 性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速； 3、承受静负载； 4、调速范围广，无级调速。 5、效率较低，能量损失大。
密封种类： 密封圈种类较多，根据不同的密封要求，选用不同的 形状的密封圈，常用的密封圈有： 1、O型密封圈 2、U型密封圈 3、V型密封圈 4、Y型密封圈 密封形式：间隙密封、密封圈密封 运动形式：往复运动和旋转密封 密封材料：金属 铜、铝、橡胶：各种类型，高温，常 温； 尼龙：聚四 氟乙烯：
六、缓冲装置
qt V n
5、流量损耗Δq：由于泄漏引起流量的损失，与压力成 正比；实际流量qn 与理论流量qt 之差。
6、 实际流量qn ：输入马达的流量。
qn
V n
mv
V -排量；n -马达转速；ηv- 泄漏系数；
7、理论转速
nt
qt V
8、实际转速
n
qt V
mv
四、马达的转矩、功率：
1、
理论输出转矩T t
二、执行机构作用
1、推拉缸：实现往复直线 运动，输出力和速度；
2、液压马达：实现连续回转，输出扭矩和角速度。
3、摆动缸：实现往复摆动，输出力矩和角速度；
4．1 液压缸
一、单ห้องสมุดไป่ตู้活塞缸
1、简介：往复运动主体为活塞，是双作用油缸。 两个吸油口，两个排油口；单出杆。
第四章 液压执行元件
3、缸盖螺栓的直径ds ：
式中：F — 液压缸负载；
Z — 固定螺栓的个数；
k — 螺纹拧紧系数 k = 1.12～1.5；
[σ] —螺栓材料的许用应力。
46
四、稳定性校核
活塞杆受轴向压缩时，它所承受的力F：
式中：Fk — 临界负载；
nk — 安全系数，一般取 2～4 。
1、当活塞杆的细长比 ι / rk > ψ1√ ψ2 时：
23
4.1.5
液压缸的组件结构
24
25
（一）缸体组件
26
（二）活塞组件
27
（三）密封装置
28
（四）缓冲装置
29
（五）排气装置
30
§4 －2
液压马达
机械能。
功 能：把液压能 分 类：按结构可以分为
齿轮式；
叶片式； 柱塞式。
31
液压马达图形符号
32
齿轮马达
工作原理
结构特点 进出油口相等，有
配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应 于a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通回油 （x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
39
摆动马达——实现往复摆动的执行元件，输入为压力
和流量，输出为转矩和角速度。
40
§4－3 液压缸的设计与计算
一、设计时应注意的问题
1、尽量使活塞杆处于受拉状态。 2、注意缓冲和排气。 3、正确确定油缸的安装、固定方式。注意油缸 的热胀冷缩。 4、根据推荐的结构形式和标准设计。 5、注意壁厚强度，必要时进行压杆稳定计算。
1）、进、出油口可布置在活塞杆两端，也可布 置在缸筒两端；
液压执行元件
图4-20 液压马达图形符号 a)单向定量马达；b) 单向变量马达； c) 双向定量马达；d) 双向变量马达
1）轴向柱塞式液压马达 如图4-21是轴向柱塞式液压马达的工作原理图。当压力油经配 油盘通入柱塞底部孔时，柱塞受压力油作用向外伸出，并紧压在斜
盘上，这时斜盘对柱塞产生一反作用力F。 由于斜盘倾斜角为γ， 所以F可分解为两个分力：一个轴向分力FX，它和作用在柱塞上的 液压作用力相平衡；另一个分力FY，它使缸体产生转矩。
机电一体化
液压式执行元件是先将电能变化成液体压力，并用电磁阀控制 压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执行机构运动。液压式执 行元件有直线式油缸、回转式油缸、液压马达等。
液压执行元件的特点是输出功率大、速度快、动作平稳、可实 现定位伺服、响应特性好和过载能力强。缺点是体积庞大、介质要 求高、易泄露和环境污染。
图 4-15双杆活塞式液压缸 (a) 缸体固定； (b) 活塞杆固定
图4-16 (a) 无杆腔进油;；活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面 积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的 作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将 有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速 度，单杆活塞液压缸的这种连接方式被称为差动连接。如图4-16 （c）差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工 作台运动速度比无杆腔进油时的速度大，而输出力则减小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办 法。
l
1）活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又 有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 ∫ 双杆活塞液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活 塞杆固定两种安装形式，如图4-15所示。前者工作台移动范围约等 于活塞有效行程 的三倍， 常用于中小型设备。后者工作台的移动范围只约等于液压缸行 程 的两倍,常用于大型设备。单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有 活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。其简图 及油路连接方式如图4-16所示。
液压控制系统的基本组成
液压控制系统的基本组成液压控制系统是一种利用压力传递液体来实现力、运动和能量转换的控制系统。
它由多个组成部分组合而成，每个部分都有着特定的功能。
下面将对液压控制系统的基本组成进行详细介绍。
1. 液压源液压源是液压控制系统的动力来源，主要由液压泵、液压马达和液压发电机等组成。
液压泵负责将机械能转化为液压能，将液体压力提高；液压马达则将液体能量转化为机械能，实现运动；液压发电机则是通过液体能量转化为电能，为系统提供电力。
2. 液压执行元件液压执行元件是液压控制系统中负责执行特定任务的部件，主要包括液压缸和液压马达。
液压缸通过液压能将液体压力转化为线性运动，实现推拉工作；液压马达则将液体能量转化为旋转运动，实现转动工作。
3. 液压控制阀液压控制阀是液压控制系统中的核心部件，负责控制液体的流动方向、压力和流量。
常见的液压控制阀包括单向阀、溢流阀、节流阀、方向控制阀和比例控制阀等。
这些阀门能够根据系统需求进行开启、关闭或调节，从而实现对液压能的精确控制。
4. 液压储能元件液压储能元件主要包括液压蓄能器，用于存储液体能量以备系统需要时使用。
液压蓄能器能够在系统停止供液或液压源故障时继续提供能量，保证系统的稳定运行。
5. 辅助元件辅助元件是液压控制系统中的其他重要组成部分，主要包括油箱、滤清器、冷却器、管路和连接件等。
油箱用于储存液压油，并起到冷却和滤清的作用；滤清器负责过滤液压油中的杂质，保证系统的正常运行；冷却器则通过散热将液压油的温度降低，防止系统过热；管路和连接件用于连接各个液压元件，使液体能够顺畅地流动。
液压控制系统的基本组成就是以上几个部分。
通过液压源提供动力，液压执行元件实现动作，液压控制阀控制液体的流动，液压储能元件存储能量，辅助元件保证系统的正常运行。
这些部分相互配合，共同完成液压控制系统的功能。
液压控制系统的基本组成是多个部分的组合，每个部分都有着特定的功能。
了解和掌握液压控制系统的基本组成，对于正确使用和维护液压系统具有重要意义。
第4章液压执行元件
3）轴向柱塞马达
工作原理
轴向柱塞马达
▪ 结构特点
▪ 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。
▪ 配流盘为对称结构。
▪ 应用 作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，
而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转 速越低。
低速大扭矩马达 单作用连杆型径向柱塞马达 单作用连杆型径向柱塞式液压马达
–缸体径向均布有z 个柱塞 孔，柱塞球面头部顶在滚 轮组横梁上，使之在缸体 径向槽内滑动 ；
–柱塞、滚轮组组成柱塞组件；
–配流轴圆周均布2x 个配流窗
口，其中x 个窗口对应于a段， 配流轴上的配流窗孔与凸轮环
通高压油，x 个窗口对应于b 曲面上进油段对应相位角的误
段，通回油（x≠z )；
差可通过微调凸轮转动配流轴
结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转， 也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），
但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采
用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。
目前，这种马达的额定工作压力为21MPa，最高工 作压力达31.5MPa。
多作用内曲线径向柱塞马达
结构组成
–壳体内环由x 个导轨曲面 组成，每个曲面分为a、b 两个区段；
二、液压马达的特性参数
工作压力与额定压力
工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口压力的差值称为 马达的压差Δp。 额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。
流量与容积效率
输入马达的实际流量 q＝qt＋Δq 其中 qt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到要求转速所需进口
流量。
容积效率ηv＝ qt / q＝ 1－ Δq / q
2、液压马达的符号
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变成机械能并拖动外界负载作功的能量转换装置
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变成机械能并拖动外界负载作功的能量转换装置。
它包括液压缸和液压马达。
§5－1 液压马达一·液压马达分类和特点✓按结构类型可分为齿轮式，叶片式，柱塞式。
✓液压马达按转速分为高速小扭矩和低速大扭矩两大类。
高速小转矩马达基本类型：齿轮式、叶片式、柱塞式等。
主要特点：转速较高，转动惯量小，便于启动和制动，调节灵敏度高，输出转矩不大（仅几十Nm到几百Nm。
主要缺点：起动扭矩较低，低速稳定性差，最低转速偏高。
低速大转矩马达基本型式：径向柱塞式、多作用叶片马达等。
如: 静平衡马达、曲轴连杆式马达、多作用曲线马达等。
主要特点：排量大，体积大，转速低，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大（可达几千Nm到几万Nm。
缺点：转动惯量大，制动较为困难。
液压马达与液压泵比较，液压马达具有以下特点液压马达应该能够正、反转，因而要求其内部结构对称，进油口和出油口一样大，叶片马达的叶片径向布置；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此，它通常采用滚动轴承或滑动轴承；液压马达由于在输入压力油条件下工作，因此不必具备自吸能力，但液压马达应有较大的起动扭矩。
二·高速液压马达的工作原理◆与液压泵具有同样的基本结构要素。
常用的高速液压马达的结构与同类型的液压泵很相似。
◆齿轮式、叶片式、柱塞式液压马达的工作原理。
定量泵变量泵1．齿轮式液压马达的工作原理2．叶片式液压马达的工作原理3．轴向柱塞式液压马达的工作原理三 液压马达的基本参数和基本性能1.压力（MPa ）⑴工作压力：液压马达实际工作时输入口的压力。
⑵额定压力： 液压马达长期连续运转能正常工作所允许使用的最高工作压力。
⑶极限压力：液压马达在短时间内超载所允许使用的最高压力。
2. 排量和流量⑴排量V （m3/r ）（mL/r ）在不考虑泄漏的情况下，液压马达每转一转所输入的液体体积。
液压元件名称及作用
液压元件名称及作用
液压传动在现代机械中具有重要的地位，而液压元件是构成液压系统的重要部分。
以下是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用：
1. 液压泵：液压泵是液压系统的动力源，它能够将机械能转化为液压能，为液压系统提供压力油。
2. 液压马达：液压马达是液压系统的执行元件，它能够将液压能转化为机械能，驱动负载进行旋转或直线运动。
3. 液压缸：液压缸是液压系统的另一种执行元件，它能够将液压能转化为直线运动动能，驱动负载进行运动。
4. 液压阀：液压阀是液压系统中的控制元件，它能够控制液体的流动方向、流量和压力等参数，从而实现不同的动作控制。
5. 液压油箱：液压油箱是液压系统中的油液储存元件，它能够储存和供应足够的油液，为液压泵和液压马达提供必要的润滑和冷却。
6. 液压油管：液压油管是液压系统中的流体通道，它能够连接各个液压元件，使油液能够在系统中流动。
7. 密封件：密封件是液压系统中的重要元件，它能够防止油液泄漏和空气进入系统，保证系统的正常工作和稳定性。
8. 液压附件：液压附件包括各种接头、管夹、滤清器等，它们是辅助元件，用于安装、固定和保护液压元件，保证系统的正常运行。
以上是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用，了解这些元件的作用和特点，对于正确设计和维护液压系统具有重要意义。
液压执行元件
17
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
2、双活塞杆式液压缸
F 1 F 2 ( p1 p2 ) Am
v1 v2 q V A
18
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
3、伸缩式液压缸
Fi p1 Aimi
q vi Vi Ai
19
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
3
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达
4
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
多作用内曲线径向柱塞液压马达
因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农
业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。
9
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达§1.4 摆动式液压马达 Nhomakorabea10
第四章、 液压执行元件
§1.5 液压泵与液压马达的比较 （1）液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性， 而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求； （2）液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一 要求。为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口 的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要
身不能直接作为执行元件 。
D 2 p2 p1 ( ) d
增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得大的推力，其本
21
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
第三章液压执行元件-PPT
二、液压马达得工作原理
1、叶片式液压马达
叶片式液压马达工作原理
大家学习辛苦了，还是要坚持
❖继续保持安 静
• 原理——由于压力油作用,受力不平衡使转子 产生转矩。
• 输出转矩T——与液压马达得排量VM和液压马
达进出油口之间得压力差有关,
• 转速n——输入液压马达得流量qM大小来决定。
❖ 转动特性——能正反转(压、回油互换) ❖ 结构特点: ❖ 叶片要径向放置---适应正反转
❖ 双杆活塞缸在工作时,一个活塞杆是受拉得,而另一 个活塞杆不受力,(活塞杆始终不受压力)因此这种液 压缸得活塞杆可以做得细些。
连杆式径向 柱塞马达
❖ 曲线定子 式
定子有多段曲线,转子每转一转柱塞来回往复多次, 排量大,所以转矩大。 定子内表面采用正弦曲线,(或等加速曲线、阿基米德曲
线),保证在低转速下也能稳定工作。 为增大转矩,也有做成多排转子,各排错开可减小脉动。
❖ 多作用指定子得内曲面可以多达十几段(多次行程)。转子每转 一转,每个柱塞经过每一段时都要吸排油各一次,柱塞要进行多 次进退,对输出轴产生多次渐增转矩,并通过输出轴带动负载旋 转,因此称为多作用马达。
❖ 原因——液压n马M 达内Vq部MM 有M泄v 漏,
❖ 式中,nM —液压马达得实际转速
❖
qM —液压马达得输入流量;
❖
VM —液压马达得理论排量
❖
ηMV —液压马达得容积效率
❖ 转速过低时得爬行现象——当液压马达工作 转速过低时,往往保持不了均匀得速度,进入 时动时停得不稳定状态。
❖ 为防止“爬行” :高速液压马达工作转速不应
七、液压马达常见故障及其排除
一、转速低输出转矩小
1、由于滤油器阻塞,油液粘度过大,泵间隙过大, 泵效率低,使供油不足。清洗滤油器,更换粘度适 合得液油,保证供油量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液压执行元件Last revision on 21 December 2020第三章液压执行元件第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。
但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。
例如：1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。
而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。
因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。
若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。
5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。
所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。
通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米)，所以又称为高速小转矩液压马达。
高速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。
此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式。
低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低(有时可达每分种几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千牛顿·米到几万牛顿·米)，所以又称为低速大转矩液压马达。
液压马达也可按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。
二、液压马达的性能参数液压马达的性能参数很多。
下面是液压马达的主要性能参数：1.排量、流量和容积效率 习惯上将马达的轴每转一周，按几何尺寸计算所进入的液体容积，称为马达的排量V ，有时称之为几何排量、理论排量，即不考虑泄漏损失时的排量。
液压马达的排量表示出其工作容腔的大小，它是一个重要的参数。
因为液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩决定的。
但是，推动同样大小的负载，工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力，所以说工作容腔的大小是液压马达工作能力的主要标志，也就是说，排量的大小是液压马达工作能力的重要标志。
根据液压动力元件的工作原理可知，马达转速n 、理论流量q i 与排量V 之间具有下列关系q i =nV (4-1)式中：q i 为理论流量(m 3/s);n 为转速(r/min)；V 为排量(m 3/s)。
为了满足转速要求，马达实际输入流量q 大于理论输入流量，则有：q= q i +Δq (4-2)式中：Δq 为泄漏流量。
ηv =q i /q=1/（1+Δq／q i ） (4-3)所以得实际流量q=q i /ηv (4-4)2.液压马达输出的理论转矩 根据排量的大小，可以计算在给定压力下液压马达所能输出的转矩的大小，也可以计算在给定的负载转矩下马达的工作压力的大小。
当液压马达进、出油口之间的压力差为ΔP ，输入液压马达的流量为q ，液压马达输出的理论转矩为T t ，角速度为ω，如果不计损失，液压马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，即：ΔP q =T t ω (4-5)又因为ω=2πn，所以液压马达的理论转矩为：T t =ΔP·V/2π (4-6)式中：ΔP 为马达进出口之间的压力差。
3.液压马达的机械效率 由于液压马达内部不可避免地存在各种摩擦，实际输出的转矩T 总要比理论转矩Tt 小些，即：T=Ttηm (4-7)式中：ηm 为液压马达的机械效率(%)。
4.液压马达的启动机械效率ηm 液压马达的启动机械效率是指液压马达由静止状态起动时，马达实际输出的转矩T 0与它在同一工作压差时的理论转矩Tt 之比。
即：ηm0=T/T t (4-8)液压马达的启动机械效率表示出其启动性能的指标。
因为在同样的压力下，液压马达由静止到开始转动的启动状态的输出转矩要比运转中的转矩大，这给液压马达带载启动造成了困难，所以启动性能对液压马达是非常重要的，启动机械效率正好能反映其启动性能的高低。
启动转矩降低的原因，一方面是在静止状态下的摩擦因数最大，在摩擦表面出现相对滑动后摩擦因数明显减小，另一方面也是最主要的方面是因为液压马达静止状态润滑油膜被挤掉，基本上变成了干摩擦。
一旦马达开始运动，随着润滑油膜的建立，摩擦阻力立即下降，并随滑动速度增大和油膜变厚而减小。
实际工作中都希望启动性能好一些，即希望启动转矩和启动机械效率大一些。
现将不同结构形式的液压马达的启动机械效率ηm0的大致数值列入表4-1中。
液压马达的结构形式启动机械效率ηm0/%齿轮马达老结构～新结构～叶片马达高速小扭矩型～轴向柱塞马达滑履式～非滑履式～曲轴连杆马达老结构～新结构～静压平衡马达老结构～新结构～多作用内曲线马达由横梁的滑动摩擦副传递切向力～传递切向力的部位具有滚动副～杆马达和静压平衡马达居中，叶片马达较差，而齿轮马达最差。
5.液压马达的转速液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量V，可用下式计算：n t =qi/V (4-9)式中：nt为理论转速(r/min)。
由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功，一小部分因泄漏损失掉了。
所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。
n=nt ·ηv(4-10)式中：n为液压马达的实际转速(r/min)；ηv为液压马达的容积效率(%)。
6.最低稳定转速最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。
所谓爬行现象，就是当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态。
液压马达在低速时产生爬行现象的原因是：(1)摩擦力的大小不稳定。
通常的摩擦力是随速度增大而增加的，而对静止和低速区域工作的马达内部的摩擦阻力，当工作速度增大时非但不增加，反而减少，形成了所谓“负特性”的阻力。
另一方面，液压马达和负载是由液压油被压缩后压力升高而被推动的，因此，可用图4-1(a)所示的物理模型表示低速区域液压马达的工作过程：以匀速v 0推弹簧的一端(相当于高压下不可压缩的工作介质)，使质量为m 的物体(相当于马达和负载质量、转动惯量)克服“负特性”的摩擦阻力而运动。
当物体静止或速度很低时阻力大，弹簧不断压缩，增加推力。
只有等到弹簧压缩到其推力大于静摩擦力时才开始运动。
一旦物体开始运动，阻力突然减小，物体突然加速跃动，其结果又使弹簧的压缩量减少，推力减小，物体依靠惯性前移一段路程后停止下来，直到弹簧的移动又使弹簧压缩，推力增加，物体就再一次跃动为止，形成如图4-1(b)所示的时动时停的状态，对液压马达来说，这就是爬行现象。
图4-1液压马达爬行的物理模型(2)泄漏量大小不稳定。
液压马达的泄漏量不是每个瞬间都相同，它也随转子转动的相位角度变化作周期性波动。
由于低速时进入马达的流量小，泄漏所占的比重就增大，泄漏量的不稳定就会明显地影响到参与马达工作的流量数值，从而造成转速的波动。
当马达在低速运转时，其转动部分及所带的负载表现出的惯性较小，上述影响比较明显，因而出现爬行现象。
实际工作中，一般都期望最低稳定转速越小越好。
7.最高使用转速液压马达的最高使用转速主要受使用寿命和机械效率的限制，转速提高后，各运动副的磨损加剧，使用寿命降低，转速高则液压马达需要输入的流量就大，因此各过流部分的流速相应增大，压力损失也随之增加，从而使机械效率降低。
对某些液压马达，转速的提高还受到背压的限制。
例如曲轴连杆式液压马达，转速提高时，回油背压必须显着增大才能保证连杆不会撞击曲轴表面，从而避免了撞击现象。
随着转速的提高，回油腔所需的背压值也应随之提高。
但过分的提高背压，会使液压马达的效率明显下降。
为了使马达的效率不致过低，马达的转速不应太高。
8.调速范围液压马达的调速范围用最高使用转速和最低稳定转速之比表示，即：i=n max /n min (4-11)三、液压马达的工作原理常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似，下面对叶片马达、轴向柱塞马达和摆动马达的工作原理作一介绍。
1.叶片马达图4-2所示为叶片液压马达的工作原理图。
图4-2叶片马达的工作原理图1～7—叶片当压力为p 的油液从进油口进入叶片1和3之间时，叶片2因两面均受液压油的作用所以不产生转矩。
叶片1、3上，一面作用有压力油，另一面为低压油。
由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使转子产生顺时针的转矩。
同样道理，压力油进入叶片5和7之间时，叶片7伸出的面积大于叶片5伸出的面积，也产生顺时针转矩。
这样，就把油液的压力能转变成了机械能，这就是叶片马达的工作原理。
当输油方向改变时，液压马达就反转。
当定子的长短径差值越大，转子的直径越大，以及输入的压力越高时，叶片马达输出的转矩也越大。
在图4-2中，叶片2、4、6、8两侧的压力相等，无转矩产生。
叶片3、7产生的转矩为T 1，方向为顺时针方向。
假设马达出口压力为零，则：p R R B r R BP r R T ⋅-=+•-=)(]2)()[(22222111 (4-12)式中：B 为叶片宽度；R 1为定子长半径；r 为转子半径；p 为马达的进口压力。
叶片1、5产生的转矩为T 2，方向为逆时针方向，则：p R R B T T T ⋅-=-=)(222121 (4-13) 由式(4-12)、式(4-13)看出，对结构尺寸已确定的叶片马达，其输出转矩T 决定于输入油的压力。
由叶片泵的理论流量q i 的公式：q i =2πBn(R 12-R 22)得： n=q i /2πB(R 12-R 22)(4-14)式中：q i 为液压马达的理论流量，q i =q·ηv ；q 为液压马达的实际流量，即进口流量。